6.2. Классификация топливных систем по способам подачи топлива

Топливо может подаваться к двигателям самотеком, вытеснением топлива из баков газами и подачей топлива насосами.

Подача топлива самотеком является наиболее простой и удобной, т. к. имеет минимальное количество агрегатов (рис. 25, 26). Для нормальной работы такой топливной системы необходимо, чтобы точка забора топлива из бака располагалась выше двигателя не менее чем на 1 м, а гидравлические потери в трубопроводе, соединяющем бак с двигателем, были минимальными. В связи с этим топливные баки на самолетах устанавливали как можно выше и ближе к двигателю. Это ограничивало применение таких систем, несмотря на их простоту.

Рис. 25. Схема топливной системы однодвигательного самолета

Топливные системы с вытеснением топлива из баков газами отличаются от предыдущей тем, что наддув бака происходит не от скоростного напора, а от баллона с газом или от компрессора двигателя. В такой системе топливный бак находится под давлением и не сообщен с атмосферой. Для защиты бака от повышенного давления устанавливались редукторы и предохранительные клапаны. Преимуществом таких систем является то, что расположение баков не зависит от расположения двигателей, что дает возможность обеспечить потребный запас топлива. Преимуществом таких систем является неограниченная высота полета, отсутствие насосов с электроприводом и др.

Рис. 26. Схема топливной системы двухдвигательного самолета

Подача топлива насосами обеспечивает подачу топлива на двигатель под давлением, которое создают насосы. Преимуществами такой схемы являются высокое давление топлива в двигателях и небольшой вес баков, не нагруженных внутренним давлением. Недостаток – необходимость подводить большие мощности и большой вес и габариты. Такая схема получила наибольшее распространение на самолетах гражданской авиации.

6.3. Размещение топлива и схемы подсоединения баков к питающим магистралям

Топливо размещается в топливных баках, расположенных в крыле, киле. По конструкции баки могут быть мягкие, жесткие и баки-кессоны.

При наличии нескольких баков они объединяются в группы. Схемы соединения баков могут быть: с параллельным соединением (к каждому двигателю свой трубопровод) – автономная топливная система; с последовательным соединением (перекачка в баки) – раздельная, и централизованная (в один бак, а затем через один трубопровод на два двигателя) – общая. Автономная топливная система является оптимальной и отвечает требованиям ICAO. Общая система простая, но единственный расходный бак не может обеспечить высокой живучести и надежности.

6.4. Состав топливной системы

Топливную систему можно условно разделить на следующие взаимосвязанные системы:

– дренаж топливных баков;

– питание двигателей и ВСУ;

– перекачка топлива между баками;

– заправка топливом и слив топлива на земле;

– аварийный слив топлива в полете.

Дренаж топливных баков предотвращает повышение давления в баках при заправке и образование вакуума при выработке топлива, создает в полете небольшое полезное избыточное давление в баках. Дренаж баков открытого типа состоит из трубопроводов, соединяющих заборники дренажа атмосферного воздуха с надтопливным пространством баков.

Система питания двигателей и ВСУ обеспечивает подачу топлива под давлением на двигатели или ВСУ. Основные агрегаты системы: насосы подкачки, перекрывные (пожарные) краны и краны кольцевания.

Система перекачки топлива между баками обеспечивает балансировку самолета (поддерживает оптимальную центровку самолета за счет перекачки топлива из одних баков в другие). Основные агрегаты системы: насосы перекачки и перекрывные краны.

Система заправки топливом обеспечивает централизованную заправку (под давлением) или заправку через заливные горловины. Основные агрегаты централизованной заправки: заправочная горловина (горловины) и краны заправки.

Слив топлива на земле осуществляется через сливные краны, установленные на трубопроводах и баках.

Аварийный слив топлива в полете используется при необходимости для уменьшения посадочной массы самолета. Основные агрегаты системы: насосы аварийного слива и перекрывные краны.

На рис. 27 показана схема топливной системы с системой перекачки и системой заправки (без аварийного слива).

Рис. 27. Схема топливной системы с системами перекачки топлива и централизованной заправки

Пример. Топливная система самолета Як-42 [2, рис. 5.8–6.4].

Для питания двигателей Д-36 и двигателя ТА-6В ВСУ применяется топливо Т-1 или ТС-1, топливо РТ и смеси этих топлив в любых пропорциях, без добавления противообледенительных присадок.

При отсутствии топлива без противообледенительных присадок разрешается применять топливо с противообледенительными присадками «И», «И-М», «ТГФ» и «ТГФ-М» в количестве не более 0,1 + 0,05 % по объему. В качестве антистатической присадки допускается применение сигбола.

Топливо на самолете размещено в трех кессонах: двух крыльевых (левом и правом) и одном центропланном (среднем). Нормальная заправка топливом составляет 18 500 ± 250 кг (по 6170 ± 100 кг в каждом кессоне).

В топливной системе предусмотрены два варианта заправки: централизованная заправка под давлением через бортовой штуцер заправки топлива и открытая – через три заправочные горловины кессонов. Основным вариантом заправки является централизованная заправка.

Кроме системы заправки топливом имеются системы управления и измерения топлива СУИТЗ-6, подачи топлива на двигатели и аварийного слива топлива.

Система управления и измерения топлива СУИТЗ-6 предназначена для измерения количества топлива, для управления кранами заправки на закрытие, для выдачи сигналов на табло остатков топлива 320 и 870 кг, в СО-7214 и МСРП-64.

Подача топлива на двигатели Д-36 осуществляется с помощью насосов (по два в каждом кессоне) через перекрывные (пожарные) краны. Каждый двигатель питается топливом из своего кессона (левый двигатель – из левого, средний – из среднего и правый – из правого). Но при необходимости магистрали питания могут быть соединены с помощью кранов кольцевания.

Насосы подачи топлива на левый и правый двигатели ЭЦНГ-5-2 имеют электродвигатели переменного тока напряжением ~200 В, а насосы среднего двигателя 463Б – электродвигатели постоянного тока напряжением +27 В, это обеспечивает подачу топлива на все три двигателя от насосов 463Б в случае обесточивания сети переменного тока.

Подача топлива на ТА-6А осуществляется с помощью насоса ЭЦН-40 через основной пожарный кран или с помощью насосов 463Б через кран аварийной подачи и основной пожарный кран.

Управление и контроль осуществляются элементами, расположенными на панелях противопожарной и топливной систем, на левой и средней панелях приборной доски.

Система аварийного слива служит для быстрого уменьшения полетной массы самолета путем слива части топлива в полете. Минимальный несливаемый остаток составляет 3000 кг. Аварийный слив топлива осуществляется с помощью трех насосов ЭЦНГ-20-2 (по одному в каждом кессоне) через три перекрывных крана. Время слива 7500 кг составляет не более 7 мин.

При открытых перекрывных кранах и выключенных насосах ЭЦНГ-20-2 топливо из кессонов по трубопроводам системы аварийного слива сливается в атмосферу. Система аварийного слива обеспечивает слив топлива самотеком при неработающих насосах ЭЦНГ-20-2. Время слива самотеком 50 мин.

Аварийный слив топлива следует производить:

– при необходимости уменьшить посадочную массу;

– при посадке с убранной механизацией крыла;

– при посадке на высокогорных аэродромах.

Слив топлива производите в горизонтальном полете на приборной скорости 330...370 км/ч при убранной механизации крыла и убранном шасси.